Fosfor roșu. Mare enciclopedie a petrolului și gazelor

Printre elementele biogene, un loc special ar trebui acordat fosforului. La urma urmei, fără ea, este imposibil să existe astfel de compuși vitali, cum ar fi, de exemplu, ATP sau fosfolipide, precum și multe altele. În același timp, substanțele anorganice ale acestui element sunt foarte bogate în diferite molecule. Se găsesc fosforul și compușii săi aplicare largăîn industrie, sunt participanți importanți la procesele biologice și sunt utilizați într-o mare varietate de activități umane. Prin urmare, să luăm în considerare ce este acest element, care este substanța sa simplă și cei mai importanți compuși.

Fosfor: caracteristici generale ale elementului

Poziția în tabelul periodic poate fi descrisă în mai multe puncte.

Al cincilea grup, subgrupul principal.
A treia perioadă mică.
Număr de serie - 15.
Masa atomică - 30.974.
Configurația electronică a atomului este 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3.
Starile de oxidare posibile sunt de la -3 la +5.
Simbol chimic - P, pronunție în formule „pe”. Numele elementului este fosfor. Nume latin Fosfor.

Istoria descoperirii acestui atom datează din îndepărtatul secol al XII-lea. Chiar și în înregistrările alchimiștilor, existau informații care vorbeau despre producerea unei substanțe „luminoase” necunoscute. Cu toate acestea, data oficială pentru sinteza și descoperirea fosforului a fost 1669. Comerciantul falimentar Brand, în căutarea pietrei filozofale, a sintetizat accidental o substanță capabilă să emită o strălucire și să ardă cu o flacără strălucitoare, orbitoare. A făcut acest lucru calcinând în mod repetat urina umană.

După aceasta, acest element a fost obținut independent unul de celălalt folosind aproximativ aceleași metode:

I. Kunkel;
R. Boylem;
A. Marggraf;
K. Scheele;
A. Lavoisier.

Astăzi, una dintre cele mai populare metode de sinteză a acestei substanțe este reducerea mineralelor corespunzătoare care conțin fosfor la temperaturi ridicate sub influența monoxidului de carbon și a silicei. Procesul se realizează în cuptoare speciale. Fosforul și compușii săi sunt substanțe foarte importante atât pentru ființe vii, cât și pentru multe sinteze din industria chimică. Prin urmare, ar trebui să luăm în considerare ce este acest element ca substanță simplă și unde se găsește în natură.

Substanță simplă fosfor

Este dificil să numești vreo conexiune anume când despre care vorbim despre fosfor. Acest lucru se explică prin numeroasele modificări alotropice pe care le are acest element. Există patru tipuri principale de substanță simplă fosfor.

Alb. Acesta este un compus a cărui formulă este P4. Este o substanță volatilă albă, cu un ascuțit miros neplăcut usturoi Se aprinde spontan în aer la temperaturi normale. Arde cu o lumină verde pal strălucitoare. Foarte otrăvitoare și pune viața în pericol. Activitatea chimică este extrem de ridicată, astfel că se obține și se depozitează sub un strat de apă purificată. Acest lucru este posibil din cauza solubilității slabe în solvenți polari. Disulfura de carbon și substanțele organice sunt cele mai potrivite în acest scop pentru fosforul alb. Când este încălzit, se poate transforma în următoarea formă alotropică - fosfor roșu. Când vaporii se condensează și se răcesc, pot forma straturi. La atingere, gras, moale, ușor de tăiat cu un cuțit, alb(ușor gălbui). Punct de topire 44 0 C. Datorita activitatii sale chimice este folosit in sinteze. Dar, datorită toxicității sale, nu este utilizat pe scară largă industrial.
Galben. Este o formă slab purificată de fosfor alb. Este și mai otrăvitor și, de asemenea, miroase neplăcut a usturoi. Se aprinde și arde cu o flacără verde strălucitoare. Aceste cristale galbene sau maro nu se dizolvă deloc în apă la oxidarea completă, ele emit nori de fum alb cu compoziția P4O10.
Fosforul roșu și compușii săi sunt cea mai comună și mai frecvent utilizată modificare a acestei substanțe în industrie. Masa rosie pastoasa, care hipertensiune arterială poate lua forma de cristale violet și este inactiv din punct de vedere chimic. Acesta este un polimer care se poate dizolva numai în anumite metale și nimic altceva. La o temperatură de 250 0 C se sublimează, transformându-se într-o modificare albă. Nu la fel de otrăvitoare ca formele anterioare. Cu toate acestea, cu expunerea prelungită la organism este toxic. Este folosit pentru aplicarea unui strat de aprindere pe cutiile de chibrituri. Acest lucru se explică prin faptul că nu se poate aprinde spontan, dar în timpul denotației și frecării explodează (se aprinde).
Negru. În aparență, amintește foarte mult de grafit și este, de asemenea, gras la atingere. Acesta este un semiconductor curent electric. Cristale întunecate, strălucitoare, care nu se pot dizolva deloc în niciun solvenți. Pentru ca acesta să se aprindă, sunt necesare temperaturi foarte ridicate și preîncălzire.

Interesantă este și forma recent descoperită a fosforului - metalic. Este un conductor și are o rețea cristalină cubică.

Proprietăți chimice

Proprietățile chimice ale fosforului depind de forma în care se găsește. După cum am menționat mai sus, modificările galben și alb sunt cele mai active. În general, fosforul este capabil să interacționeze cu:

metale, formând fosfuri și acționând ca un agent de oxidare;
nemetale, care acționează ca agent reducător și formează compuși volatili și nevolatili de diferite tipuri;
agenți oxidanți puternici, transformându-se în acid fosforic;
cu alcaline caustice concentrate în funcție de tipul de disproporționare;
cu apă la temperaturi foarte ridicate;
cu oxigen pentru a forma diverși oxizi.

Proprietățile chimice ale fosforului sunt similare cu cele ale azotului. la urma urmei, face parte din grupul pnictogenului. Cu toate acestea, activitatea este cu câteva ordine de mărime mai mare, datorită diversității modificărilor alotropice.

Fiind în natură

Ca nutrient, fosforul este foarte abundent. Procentul său în scoarta terestra este de 0,09%. Aceasta este o cifră destul de mare. Unde se găsește acest atom în natură? Există mai multe locuri principale:

partea verde a plantelor, semințele și fructele acestora;
țesuturi animale (mușchi, oase, smalț al dinților, mulți compuși organici importanți);
scoarța terestră;
sol;
roci și minerale;
apa de mare.

În acest caz, putem vorbi doar despre forme înrudite, dar nu despre chestiune simplă. La urma urmei, este extrem de activ, iar acest lucru nu-i permite să fie liber. Printre mineralele cele mai bogate în fosfor se numără:

engleză;
fluoropaptită;
svanbergit;
fosforit și altele.

Semnificația biologică a acestui element nu poate fi supraestimată. La urma urmei, face parte din compuși precum:

proteine;
fosfolipide;
fosfoproteine;
enzime.

Adică toate cele care sunt vitale și din care este construit întregul corp. Norma zilnică pentru un adult obișnuit, aproximativ 2 grame.

Fosforul și compușii săi

Fiind un element foarte activ, acest element formează multe substanțe diferite. La urma urmei, formează fosfuri și el însuși acționează ca un agent reducător. Datorită acestui fapt, este dificil de a numi un element care ar fi inert atunci când ar reacționa cu el. Prin urmare, formulele compușilor fosforului sunt extrem de diverse. Pot fi citate mai multe clase de substanțe în formarea cărora este un participant activ.

Compuși binari - oxizi, fosfuri, compuși volatili cu hidrogen, sulfuri, nitruri și altele. De exemplu: P 2 O 5, PCL 3, P 2 S 3, PH 3 și altele.
Substante complexe: saruri de toate tipurile (medii, acide, bazice, duble, complexe), acizi. Exemplu: H3P04, Na3P04, H4P206, Ca(H2PO4)2, (NH4)2HP04 şi alţii.
Compuși organici care conțin oxigen: proteine, fosfolipide, ATP, ADN, ARN și altele.

Cele mai multe dintre tipurile de substanțe desemnate au importante industriale și semnificație biologică. Utilizarea fosforului și a compușilor săi este posibilă atât în scopuri medicale, cât și pentru fabricarea de articole de uz casnic destul de obișnuite.

Conexiuni la metale

Compușii binari ai fosforului cu metale și nemetale mai puțin electronegative se numesc fosfuri. Acestea sunt substanțe asemănătoare sării care sunt extrem de instabile atunci când sunt expuse la diverși agenți. Chiar și apa obișnuită provoacă descompunere rapidă (hidroliza).

În plus, sub influența acizilor neconcentrați, substanța se descompune și în produșii corespunzători. De exemplu, dacă vorbim despre hidroliza fosfurei de calciu, produsele vor fi hidroxid de metal și fosfină:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2PH 3

Și supunând fosfura la descompunere sub acțiunea acidului mineral, obținem sarea și fosfina corespunzătoare:

Ca3P2 + 6HCl = 3CaCL2 + 2PH3

În general, valoarea compușilor luați în considerare rezidă tocmai în faptul că, ca urmare, se formează un compus hidrogen al fosforului, ale cărui proprietăți vor fi discutate mai jos.

Volatile pe bază de fosfor

Există două principale:

fosfor alb;
fosfină

Am menționat deja pe primul mai sus și date caracteristicile. Ei au spus că era fum alb gros, foarte otrăvitor, mirositor neplăcut și care se aprinde singur atunci când conditii normale.

Dar ce este fosfina? Aceasta este cea mai comună și mai cunoscută substanță volatilă, care include elementul în cauză. Este binar, iar al doilea participant este hidrogenul. Formula compusului hidrogen al fosforului este PH 3, numele este fosfină.

Proprietățile acestei substanțe pot fi descrise după cum urmează.

Gaz volatil incolor.
Foarte otravitoare.
Are miros de pește putred.
Nu interacționează cu apa și se dizolvă foarte slab în ea. Bine solubil în materie organică.
În condiții normale, este foarte activ din punct de vedere chimic.
Se autoaprinde în aer.
Formată în timpul descompunerii fosfurilor metalice.

Un alt nume este fosfan. Poveștile din cele mai vechi timpuri sunt asociate cu el. Totul este ceva pe care oamenii l-au văzut și văd uneori acum în cimitire și mlaștini. Luminile în formă de minge sau în formă de lumânare care apar ici și colo, dând impresia de mișcare, erau considerate un semn rău și erau foarte temute de oamenii superstițioși. Motivul acestui fenomen, conform concepțiilor moderne ale unor oameni de știință, poate fi considerat arderea spontană a fosfinei, care se formează în mod natural în timpul descompunerii reziduurilor organice, atât vegetale, cât și animale. Gazul iese și, în contact cu oxigenul din aer, se aprinde. Culoarea și dimensiunea flăcării pot varia. Cel mai adesea, acestea sunt lumini strălucitoare verzui.

Evident, toți compușii volatili ai fosforului sunt substanțe toxice care pot fi ușor detectate prin mirosul lor ascuțit, neplăcut. Acest semn ajută la evitarea otrăvirii și a consecințelor neplăcute.

Compuși cu nemetale

Dacă fosforul se comportă ca un agent reducător, atunci ar trebui să vorbim despre compuși binari cu nemetale. Cel mai adesea, ele se dovedesc a fi mai electronegative. Deci, putem distinge mai multe tipuri de substanțe de acest fel:

un compus de fosfor și sulf - sulfură de fosfor P 2 S 3;
clorură de fosfor III, V;
oxizi și anhidridă;
bromură și iodură și altele.

Chimia fosforului și a compușilor săi este variată, așa că este dificil să îi identifici pe cei mai importanți dintre ei. Dacă vorbim în mod specific despre substanțele care se formează din fosfor și nemetale, atunci oxizii și clorurile de diferite compoziții sunt de cea mai mare importanță. Sunt folosite în sinteze chimice ca agenți de îndepărtare a apei, ca catalizatori și așa mai departe.

Deci, unul dintre cei mai puternici agenți de uscare este cel mai ridicat - P 2 O 5. Atrage apa atât de puternic încât la contactul direct cu ea are loc o reacție violentă cu zgomot puternic. Substanța în sine este o masă albă asemănătoare zăpezii, starea sa de agregare este mai aproape de amorfă.

Se stie ca chimie organică din punct de vedere al numărului de compuși este mult mai mare decât cel anorganic. Acest lucru se explică prin fenomenul de izomerie și prin capacitatea atomilor de carbon de a forma lanțuri de atomi de structuri diferite, închizându-se între ele. Desigur, există o anumită ordine, adică o clasificare la care este supusă toată chimia organică. Clasele de compuși sunt diferite, totuși, ne interesează una anume, direct legată de elementul în cauză. Este cu fosfor. Acestea includ:

coenzime - NADP, ATP, FMN, fosfat de piridoxal și altele;
proteine;
acizi nucleici, deoarece restul de acid fosforic este parte a nucleotidei;
fosfolipide și fosfoproteine;
enzime și catalizatori.

Tipul de ion în care fosforul participă la formarea moleculei acestor compuși este PO 4 3-, adică este reziduul acid al acidului fosforic. Unele proteine îl conțin ca atom liber sau ion simplu.

Pentru funcționarea normală a fiecărui organism viu, acest element și compușii organici pe care îi formează sunt extrem de importanți și necesari. La urma urmei, fără molecule de proteine este imposibil să construiești o singură parte structurală a corpului. Iar ADN-ul și ARN-ul sunt principalii purtători și transmițători informații ereditare. În general, toate conexiunile trebuie să fie prezente.

Aplicarea fosforului în industrie

Utilizarea fosforului și a compușilor săi în industrie poate fi caracterizată în mai multe puncte.

Folosit la producerea de chibrituri, compuși explozivi, bombe incendiare, unele tipuri de combustibil și lubrifianți.
Ca absorbant de gaz și, de asemenea, în fabricarea lămpilor cu incandescență.
Pentru a proteja metalele împotriva coroziunii.
ÎN agricultură ca îngrășăminte pentru sol.
Ca dedurizator de apă.
În sintezele chimice în producerea diferitelor substanţe.

Rolul său în organismele vii se reduce la participarea la procesele de formare a smalțului dentar și a oaselor. Participarea la reacții de ana- și catabolism, precum și menținerea capacității de tamponare mediul intern celule și fluide biologice. Este baza pentru sinteza ADN-ului, ARN-ului și fosfolipidelor.

Pagina 1

Fosforul roșu are o greutate specifică de 2 20; se topește la o presiune de 43 atm la o temperatură de 590 C.

Fosforul roșu reacționează energic cu metalele alcaline din amoniacul lichid pentru a forma fosfuri de metale alcaline cu diferite grade de polimerizare, în funcție de raportul de fosfor și metal alcalin introdus în reacție. Adăugarea ulterioară de halogenuri de alchil la amestecul de reacție duce la formarea fosfinelor sau polifosfinelor corespunzătoare și atunci când acțiune suplimentară Același amestec de reacție de elemente din grupa VI produce derivați ai fosforului pentavalent.

Fosforul roșu se obține prin încălzirea fosforului alb la 280 - 340 fără aer. Este o pulbere. Fosforul roșu, spre deosebire de fosforul alb, nu este otrăvitor.

Fosforul roșu se obține prin încălzirea fosforului alb timp îndelungat la 280 - 340 C fără acces la aer. Este o pulbere purpurie închisă, insolubilă în apă și disulfură de carbon. Fosforul roșu este mai puțin activ din punct de vedere chimic decât fosforul alb. Se aprinde doar la o temperatură de aproximativ 260 C.

Fosforul roșu se obține prin încălzirea fosforului alb fără acces la oxigen la 280 - 340 C. În aer, se aprinde la 240 C, este insolubil în disulfură de carbon și mai puțin reactiv decât fosforul alb.

Fosforul roșu diferă de fosforul alb în multe privințe. Este mai puțin toxic decât fosforul alb, se oxidează foarte lent în aer, nu strălucește în întuneric și nu se dizolvă în disulfură de carbon. Când este încălzit puternic, fosforul roșu sublimează, iar vaporii săi, atunci când sunt condensați, dau fosfor alb.

Fosforul roșu este capabil de același lucru reactii chimice, ca fosforul alb, dar reacțiile cu fosforul roșu decurg mult mai lent decât cu fosforul alb.

Fosforul roșu are proprietăți diferite față de fosforul alb și activitatea sa chimică este mult mai mică, astfel încât nu se aprinde spontan în aer. Fosforul roșu nu se dizolvă în disulfură de carbon și eter.

Fosforul roșu se obține din fosforul alb prin încălzire prelungită fără acces la aer la 280 - 300 C. Rețeaua sa cristalină este atomică, nu se dizolvă în solvenți organici și nu este toxică. Păstrați-l într-un recipient bine închis.

Fosforul roșu practic nu se oxidează în aer și se aprinde numai la temperaturi peste 250 C.

FOSFOR, P (lat. Fosfor * a. fosfor; n. Fosfor; f. fosfor; i. fosforo), - element chimic din grupa V tabel periodic Mendeleev, număr atomic 15, masă atomică 30,97376. Fosforul natural este reprezentat de un izotop stabil 31 R. Sunt cunoscuți 6 izotopi radioactivi artificiali ai fosforului cu numerele de masă 28-30 și 32-34.

Metoda de obținere a fosforului poate să fi fost cunoscută de alchimiștii arabi încă din secolul al XII-lea, dar data general acceptată pentru descoperirea fosforului este 1669, când H. Brand () a obținut o substanță care strălucea în întuneric, numită „rece”. foc". Existenta fosforului ca element chimic dovedit la începutul anilor '70. secolul al XVIII-lea chimistul francez A. Lavoisier.

Modificări și proprietăți

Fosforul elementar există sub forma mai multor modificări alotrope - alb, roșu, negru. Fosforul alb este o substanță ceroasă, transparentă, cu miros caracteristic, formată prin condensarea vaporilor de fosfor. În prezența impurităților - urme de fosfor roșu, arsen, fier etc. - este colorat în galben, prin urmare fosforul alb comercial se numește galben. Există 2 modificări ale fosforului alb: a-P are o rețea cubică dens compactată a = 0,185 nm; densitate 1828 kg/m3; punctul de topire 44,2°C, punctul de fierbere 277°C; conductivitate termică 0,56 W/(m.K); capacitate termică molară 23,82 J/(mol.K); coeficient de temperatură de dilatare liniară 125,10 -6 K -1 ; În ceea ce privește proprietățile electrice, fosforul alb este aproape de dielectrici. La o temperatura de 77,8°C si o presiune de 0,1 MPa, a-P se transforma in b-P (retea rombica, densitate 1880 kg/m 3). Încălzirea fosforului alb fără acces la aer la 250-300°C timp de câteva ore duce la formarea unei modificări roșii. Fosforul roșu obișnuit din comerț este practic amorf, dar la încălzire prelungită se poate transforma într-una din formele cristaline (triclinice, cubică) cu o densitate de 2000 până la 2400 kg/m 3 și un punct de topire de 585-610°C. În timpul sublimării (temperatura de sublimare 431°C), fosforul roșu se transformă în gaz, la răcirea căruia se formează în principal fosfor alb. Când fosforul alb este încălzit la 200-220°C sub o presiune de 1,2-1,7 GPa, se formează fosfor negru. Acest tip de transformare poate fi realizat și cu presiune normală(la 370°C), folosind ca catalizator, precum și o cantitate mică de fosfor negru pentru însămânțare. Fosforul negru este o substanță cristalină cu o rețea rombică (a=0,331, b=0,438 și c=1,05 nm), densitate 2690 kg/m 3, punct de topire 1000 °C; asemănător ca aspect cu grafitul; semiconductor, diamagnetic. Când este încălzit la o temperatură de 560-580°C și presiunea vaporilor saturati, se transformă în fosfor roșu.

Fosfor chimic

Atomii de fosfor se combină în molecule de polimer biatomic (P 2) și tetraatomic (P 4). Cele mai stabile molecule în condiții normale sunt cele care conțin lanțuri lungi de tetraedre P4 interconectate. În compuși, fosforul are o stare de oxidare de +5, +3, -3. La fel ca azotul din compușii chimici, formează în principal legături covalente. Fosforul este un element activ din punct de vedere chimic. Modificarea sa albă se caracterizează prin cea mai mare activitate, care se aprinde spontan la o temperatură de aproximativ 40°C, prin urmare este depozitată sub un strat de apă. Fosforul roșu se aprinde atunci când este lovit sau frecat. Fosforul negru este inactiv și greu de aprins atunci când este aprins. Oxidarea fosforului este de obicei însoțită de chemiluminiscență. Când fosforul arde în exces de oxigen, se formează P 2 O 5, iar când există o deficiență, se formează în principal P 2 O 3. Fosforul formează acizi: orto- (H 3 PO 4), polifosforic (H n + 2 PO 3n + 1), fosfor (H 3 PO 3), fosforic (H 4 P 2 O 6), fosfor (H 3 PO 2) , precum şi peracizi: perfosforici (H 4 P 2 O 8) şi monoperfosforici (H 3 PO 5).

Fosforul reacționează direct cu toți halogenii, eliberând cantități mari de căldură. Sunt cunoscute sulfuri și nitruri de fosfor. La o temperatură de 2000°C, fosforul reacţionează cu carbonul, formând carbură (PC 3); când fosforul este încălzit cu metale – fosfuri. Fosforul alb și compușii săi sunt foarte toxici, MPC 0,03 mg/m3.

Fosforul în natură

Conținutul mediu de fosfor din scoarța terestră (clarke) este de 9,3,10 -2%, în rocile ultrabazice este de 1,7. 10 -2%, bazic - 1.4.10 -2%, acid - 7.10 -2%, sedimentar - 7.7.10 -2%. Fosforul este implicat în procesele magmatice și migrează viguros în biosferă. Ambele procese sunt asociate cu marile sale acumulări, formând depozite industriale de apatite - Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl) și fosforite - amorf Ca 5 (PO 4) 3 (OH, CO 3) cu diverse impurități. Fosforul este un element biogen extrem de important care este acumulat de multe organisme. Procesele de concentrare a fosforului în scoarța terestră sunt asociate cu migrația biogenă. Sunt cunoscute peste 180 de minerale care conțin fosfor.

Primire și utilizare

La scară industrială, fosforul este extras din fosfații naturali prin reducere electrotermală cu cocs la temperaturi de 1400-1600°C în prezența silicei (nisip cuarț); După curățarea de praf, fosforul gazos este trimis către unitățile de condensare, unde fosforul alb tehnic lichid este colectat sub un strat de apă. Cea mai mare parte a fosforului produs este procesată în acid fosforic și îngrășăminte fosforice și săruri tehnice obținute pe baza acestuia. Sărurile acizilor fosforici - fosfați și într-o măsură puțin mai mică - fosfiții și hipofosfiții sunt utilizate pe scară largă. Fosforul alb este folosit la fabricarea proiectilelor incendiare și de fum; roșu - în producția de chibrituri.

Fosforul este cunoscut în mai multe modificări alotrope: alb, roșu, violet și negru. În practica de laborator se întâlnesc modificări albe și roșii.

Fosforul alb este un solid. În condiții normale este gălbuie, moale și ceros la aspect. Se oxidează și se aprinde ușor. Fosforul alb este otrăvitor și lasă arsuri dureroase pe piele. Fosforul alb vine la vânzare sub formă de bețișoare de diferite lungimi cu un diametru de 0,5-2 cm.

Fosforul alb se oxidează cu ușurință și, prin urmare, este depozitat sub apă în vase de sticlă închise cu grijă, în încăperi slab luminate și nu foarte reci (pentru a evita crăparea borcanelor din cauza înghețului apei). Cantitatea de oxigen continuta in apa si fosforul oxidant este foarte mica; este 7-14 mg pe litru de apă.

Când este expus la lumină, fosforul alb se transformă în roșu.

Cu oxidare lentă, fosforul alb strălucește, iar cu oxidare viguroasă, se aprinde.

Fosforul alb se ia cu penseta sau cleștele metalice; În niciun caz nu trebuie să-l atingeți cu mâinile.

În cazul unei arsuri cu fosfor alb, se spală zona arsă cu o soluție de AgNO 3 (1:1) sau KMnO 4 (1:10) și se aplică un bandaj umed înmuiat în aceleași soluții sau o soluție 5% de sulfat de cupru , apoi rana se spala cu apa si, dupa netezirea epidermei, se aplica bandaj de vaselina cu violet de metil. Pentru arsuri severe, consultați un medic.

Soluțiile de nitrat de argint, permanganat de potasiu și sulfat de cupru oxidează fosforul alb și astfel opresc efectul dăunător al acestuia.

În caz de otrăvire cu fosfor alb, luați o linguriță de soluție de sulfat de cupru 2% pe cale orală până când apar vărsături. Apoi, folosind testul Mitscherlich bazat pe luminiscență, se determină prezența fosforului. Pentru a face acest lucru, în vărsatul persoanei otrăvite se adaugă apă acidificată cu acid sulfuric și se distilează în întuneric; Când se observă conținutul de fosfor, se observă o strălucire a vaporilor. Aparatul folosit este un balon Wurtz, la tubul lateral al căruia este conectat un frigider Liebig, de unde intră produsele distilate în recipient. Dacă vaporii de fosfor sunt dirijați într-o soluție de azotat de argint, precipită un precipitat negru de argint metalic, format după ecuația dată în experimentul de reducere a sărurilor de argint cu fosfor alb.

Deja 0,1 G fosforul alb este o doză letală pentru un adult.

Tăiați fosforul alb cu un cuțit sau o foarfecă într-un mortar de porțelan sub apă. Când folosiți apă la temperatura camerei, fosforul se sfărâmă. Prin urmare, este mai bine să utilizați apă caldă, dar nu mai mare de 25-30°. După tăierea fosforului în apă caldă, acesta este transferat în apă rece sau răcit cu jet apa rece.

Fosforul alb este o substanță foarte inflamabilă. Se aprinde la o temperatură de 36-60°, în funcție de concentrația de oxigen din aer. Prin urmare, atunci când se desfășoară experimente, pentru a evita un accident, este necesar să se țină cont de fiecare bob din acesta.

Uscarea fosforului alb se face prin aplicarea rapidă de azbest subțire sau hârtie de filtru pe acesta, evitând frecarea sau presiunea.

Dacă fosforul se aprinde, se stinge cu nisip, un prosop umed sau apă. Dacă fosforul care arde se află pe o foaie de hârtie (sau azbest), această foaie nu trebuie atinsă, deoarece fosforul ars topit poate fi vărsat cu ușurință.

Fosforul alb se topește la 44° și fierbe la 281°. Fosforul alb este topit sub apă, deoarece fosforul topit se aprinde în contact cu aerul. Prin fuziune și răcire ulterioară, fosforul alb poate fi recuperat cu ușurință din deșeuri. Pentru a face acest lucru, deșeurile de fosfor alb din diferite experimente, colectate într-un creuzet de porțelan cu apă, sunt încălzite într-o baie de apă. Dacă formarea unei cruste este vizibilă pe suprafața fosforului topit, adăugați puțin HNO 3 sau un amestec de crom. Crusta se oxidează, boabele mici se contopesc într-o masă totală și, după răcire cu un jet de apă rece, se obține o bucată de fosfor alb.

Reziduurile de fosfor nu trebuie aruncate niciodată în chiuvetă, deoarece, acumulându-se în coturile țevilor de scurgere, pot provoca arsuri lucrătorilor reparatori.

Experienţă. Topirea și suprarăcirea fosforului alb topit. O bucată de fosfor alb de mărimea unui bob de mazăre se pune într-o eprubetă cu apă. Eprubeta este plasată într-un pahar umplut aproape până la vârf cu apă și fixat în poziție verticală într-o clemă de trepied. Sticla este ușor încălzită și folosind un termometru se determină temperatura apei din eprubetă la care se topește fosforul. După ce topirea este completă, eprubeta este transferată într-un pahar cu apa receși observați solidificarea fosforului. Dacă eprubeta este staționară, atunci la temperaturi sub 44° (până la 30°) fosforul alb rămâne în stare lichidă.

Starea lichidă a fosforului alb, răcit sub punctul său de topire, este o stare de suprarăcire.

După terminarea experimentului, pentru a facilita extragerea fosforului, acesta se topește din nou și eprubeta este scufundată cu orificiul în sus în poziție înclinată într-un vas cu apă rece.

Experienţă. Atașarea unei bucăți de fosfor alb la capătul firului. Pentru a topi și solidifica fosforul alb, utilizați un creuzet mic de porțelan cu fosfor și apă; se pune intr-un pahar cu apa calda si apoi rece. În acest scop, luați sârmă de fier sau de cupru cu o lungime de 25-30 cm iar diametrul 0,1-0,3 cm. Când firul este scufundat în fosfor care se solidifică, este ușor atașat de el. În absența unui creuzet, se folosește o eprubetă. Cu toate acestea, din cauza suprafeței insuficient netede a eprubetei, uneori este necesară spargerea acesteia pentru a extrage fosforul. Pentru a elimina fosforul alb din fir, scufundați-l într-un pahar cu apă caldă.

Experienţă. Determinarea greutății specifice a fosforului. La 10°, greutatea specifică a fosforului este de 1,83. Experiența face posibilă verificarea faptului că fosforul alb este mai greu decât apa și mai ușor decât H2SO4 concentrat.

Când o bucată mică de fosfor alb este introdusă într-o eprubetă cu apă și H 2 SO 4 concentrat (gravitate specifică 1,84), se observă că fosforul se scufundă în apă, dar plutește la suprafața acidului, topindu-se datorită căldura degajată la concentrarea H2SO este dizolvată 4 în apă.

Pentru a turna H 2 SO 4 concentrat într-o eprubetă cu apă, se folosește o pâlnie cu gât lung și îngust care ajunge la capătul eprubetei. Se toarnă acidul și se scoate pâlnia din eprubetă cu grijă pentru a nu provoca amestecarea lichidelor.

La sfârșitul experimentului, conținutul eprubetei se agită cu o tijă de sticlă și se răcește din exterior cu un jet de apă rece până când fosforul se întărește pentru a putea fi îndepărtat din eprubetă.

Când se utilizează fosfor roșu, se observă că acesta se scufundă nu numai în apă, ci și în H 2 SO 4 concentrat, deoarece greutatea sa specifică (2,35) este mai mare decât greutatea specifică atât a apei, cât și a acidului sulfuric concentrat.

FOSFOR ALB, Strălucire

Datorită oxidării lente care are loc chiar și la temperaturi obișnuite, fosforul alb strălucește în întuneric (de unde și denumirea de „luminifer”). Un nor luminos verzui apare în jurul unei bucăți de fosfor în întuneric, care, atunci când fosforul oscilează, este pus într-o mișcare asemănătoare unui val.

Fosforescența (strălucirea fosforului) se explică prin oxidarea lentă a vaporilor de fosfor de către oxigenul din aer la fosfor și anhidridă fosforică cu eliberare de lumină, dar fără eliberare de căldură. În acest caz, ozonul este eliberat, iar aerul din jurul lui este ionizat (vezi experimentul care arată arderea lentă a fosforului alb).

Fosforescența depinde de temperatură și concentrația de oxigen. La 10°C și presiune normală, fosforescența are loc slab, iar în absența aerului nu apare deloc.

Substanțele care reacționează cu ozonul (H 2 S, SO 2, Cl 2, NH 3, C 2 H 4, ulei de terebentină) slăbesc sau opresc complet fosforescența.

Conversia energiei chimice în energie luminoasă se numește „chemiluminiscență”.

Experienţă. Observarea strălucirii fosforului alb. Dacă observi în întuneric o bucată de fosfor alb care se află într-un pahar și nu este complet acoperită cu apă, vei observa o strălucire verzuie. În acest caz, fosforul umed se oxidează încet, dar nu se aprinde, deoarece temperatura apei este sub punctul de aprindere al fosforului alb.

Strălucirea fosforului alb poate fi observată după ce o bucată de fosfor alb a fost expusă la aer pentru o perioadă scurtă de timp. Dacă puneți mai multe bucăți de fosfor alb într-un balon pe vată de sticlă și umpleți balonul cu dioxid de carbon, coborând capătul tubului de evacuare la fundul balonului sub vată de sticlă și apoi încălziți ușor balonul coborându-l în un vas cu apă caldă, apoi în întuneric puteți observa formarea unei flăcări verzui pal rece (puteți pune mâna în siguranță în ea).

Formarea unei flăcări reci se explică prin faptul că dioxidul de carbon care iese din balon antrenează vapori de fosfor, care încep să se oxideze la contactul cu aerul la deschiderea balonului. Într-un balon, fosforul alb nu se aprinde, deoarece se află într-o atmosferă de dioxid de carbon. La sfârșitul experimentului, balonul este umplut cu apă.

Când descriem experiența producerii de fosfor alb într-o atmosferă de hidrogen sau dioxid de carbon, s-a menționat deja că efectuarea acestor experimente în întuneric face posibilă observarea strălucirii fosforului alb.

Dacă scrieți cu cretă fosforică pe un perete, o foaie de carton sau hârtie, atunci datorită fosforescenței inscripția rămâne vizibilă mult timp în întuneric.

O astfel de inscripție nu poate fi făcută pe o tablă, deoarece după această cretă obișnuită nu se lipește de ea, iar tabla trebuie spălată cu benzină sau alt solvent cu stearina.

Creta fosforică se obține prin dizolvarea fosforului alb lichid în stearina topită sau parafină. Pentru a face acest lucru, într-o eprubetă se adaugă aproximativ două părți în greutate de stearina (bucăți de lumânare) sau parafină la o parte din greutate de fosfor alb uscat într-o eprubetă, eprubeta este acoperită cu vată pentru a preveni intrarea oxigenului și încălzită cu agitare continuă. După ce topirea este completă, eprubeta este răcită cu un jet de apă rece, apoi eprubeta este spartă și masa înghețată este îndepărtată.

Creta de fosfor este depozitată sub apă. La utilizare, o bucată de astfel de cretă este înfășurată în hârtie umedă.

Creta de fosfor poate fi obtinuta si prin adaugarea unor bucati mici de fosfor alb uscat la parafina (stearina) topita intr-o cana de portelan. Dacă parafina se aprinde la adăugarea fosforului, se stinge prin acoperirea cupei cu o bucată de carton sau azbest.

După o scurtă răcire, soluția de fosfor în parafină se toarnă în eprubete uscate și curate și se răcește cu un jet de apă rece până se întărește într-o masă solidă.

După aceasta, eprubetele sunt sparte, creta este îndepărtată și depozitată sub apă.

SOLUBILITATEA FOSFORULUI ALB

Fosforul alb este puțin solubil în apă, ușor solubil în alcool, eter, benzen, xilen, iodură de metil și glicerină; se dizolvă bine în disulfură de carbon, clorură de sulf, triclorura și tribromura de fosfor, tetraclorura de carbon.

Experienţă. Dizolvarea fosforului alb în sulfură de carbon. Disulfura de carbon este un lichid incolor, foarte volatil, inflamabil, toxic. Prin urmare, atunci când lucrați cu acesta, evitați să-i inhalați vaporii și opriți toate arzătoarele cu gaz.

Trei sau patru bucăți de fosfor alb de mărimea unui bob de mazăre se dizolvă cu agitare ușoară într-un pahar cu 10-15 ml disulfură de carbon.

Dacă o bucată mică de hârtie de filtru este umezită cu această soluție și ținută în aer, hârtia se va aprinde după un timp. Acest lucru se întâmplă deoarece disulfura de carbon se evaporă rapid, iar fosforul alb măcinat fin rămas pe hârtie se oxidează rapid la temperaturi normale și se aprinde din cauza căldurii generate în timpul oxidării. (Se știe că temperatura de aprindere a diferitelor substanțe depinde de gradul de măcinare a acestora.) Se întâmplă ca hârtia să nu se aprindă, ci doar carbon. Hârtia, umezită cu o soluție de fosfor în disulfură de carbon, este ținută în aer cu ajutorul unui clește metalic.

Experimentul se efectuează cu atenție, astfel încât picăturile unei soluții de fosfor în disulfură de carbon să nu cadă pe podea, pe masă, pe haine sau pe mâini.

Dacă soluția ajunge pe mână, spălați-o rapid cu apă și săpun, apoi cu o soluție de KMnO 4 (pentru a oxida particulele albe de fosfor care ajung pe mâini).

Soluția de fosfor în disulfură de carbon rămasă în urma experimentelor nu este depozitată în laborator, deoarece se poate aprinde cu ușurință.

CONVERTIREA FOSFORULUI ALB ÎN ROȘU

Fosforul alb se transformă în roșu conform ecuației:

P (alb) = P (roșu) + 4 kcal.

Instalație pentru producerea fosforului alb din roșu: tub reactor 1, tub 2, prin care dioxidul de carbon intră în tubul reactor, tubul de evacuare a gazului 3, prin care vaporii de fosfor alb, împreună cu dioxidul de carbon, părăsesc eprubeta și sunt răciți cu apă

Transformarea fosforului alb în roșu este foarte accelerată prin încălzire, expunerea la lumină și prezența urmelor de iod (1 G iod la 400 G fosfor alb). Iodul, combinându-se cu fosforul, formează iodură de fosfor, în care fosforul alb se dizolvă și se transformă rapid în roșu odată cu eliberarea de căldură.

Fosforul roșu se obține prin încălzirea prelungită a fosforului alb într-un vas închis în prezența urmelor de iod la 280-340°

Când fosforul alb este depozitat în lumină pentru o perioadă lungă de timp, se transformă treptat în roșu.

Experienţă. Obținerea unei cantități mici de fosfor roșu din alb.Într-un tub de sticlă de 10-12 lungime închis la un capăt cm iar diametrul 0,6-0,8 cm se introduc o bucată de fosfor alb de mărimea unui bob de grâu şi un cristal foarte mic de iod. Tubul se sigilează și se suspendă într-o baie de aer peste o tavă de nisip, apoi se încălzește la 280-340° și se observă transformarea fosforului alb în roșu.

O conversie parțială a fosforului alb în roșu poate fi observată și prin încălzirea blândă a unei eprubete care conține o bucată mică de fosfor alb și un cristal foarte mic de iod. Înainte de a începe încălzirea, eprubeta se închide cu un tampon din lână de sticlă (azbest sau obișnuită) și se pune sub eprubetă o tavă cu nisip. Se încălzește eprubeta timp de 10-15 minute (fără a aduce fosforul la fierbere) și se observă transformarea fosforului alb în roșu.

Fosforul alb rămas în eprubetă poate fi îndepărtat prin încălzire cu o soluție alcalină concentrată sau prin ardere.

Transformarea fosforului alb în roșu poate fi observată și atunci când o bucată mică de fosfor este încălzită într-o eprubetă într-o atmosferă de dioxid de carbon până la o temperatură sub punctul de fierbere.

FOSFOR ALB ARDE

Când fosforul alb arde, se formează anhidridă de fosfor:

P 4 + 5O 2 = 2 P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Puteți observa arderea fosforului în aer (lent și rapid) și sub apă.

Experienţă. Arderea lentă a fosforului alb și compoziția aerului. Acest experiment nu a fost descris ca o metodă de obținere a azotului, deoarece nu leagă complet oxigenul conținut în aer.

Oxidarea lentă a fosforului alb de către oxigenul atmosferic are loc în două etape; În prima etapă, anhidrida de fosfor și ozonul se formează conform ecuațiilor:

2P + 2O 2 = P 2 O 3 + O, O + O 2 = O 3.

În a doua etapă, anhidrida de fosfor este oxidată în anhidridă de fosfor.

Oxidarea lentă a fosforului alb este însoțită de strălucirea și ionizarea aerului din jur.

Un experiment care arată arderea lentă a fosforului alb ar trebui să dureze cel puțin trei ore. Dispozitivul necesar pentru experiment este prezentat în Fig.

Un tub gradat cu capătul închis, care conține aproximativ 10 ml apă. Lungimea tubului 70 cm, diametru 1,5-2 cm. După ce ați coborât tubul gradat, scoateți degetul din orificiul tubului, aduceți apa din tub și cilindru la același nivel și notați volumul de aer conținut în tub. Fără a ridica tubul deasupra nivelului apei din cilindru (pentru a nu lăsa aer suplimentar), în spațiul de aer al tubului se introduce o bucată de fosfor alb atașată la capătul unui fir.

După trei până la patru ore sau chiar două până la trei zile, se observă o creștere a apei în tub.

La sfârșitul experimentului, scoateți firul cu fosfor din tub (fără a ridica tubul peste nivelul apei din cilindru), aduceți apa din tub și cilindru la același nivel și notați volumul de aer rămas după oxidarea lentă a fosforului alb.

Experiența arată că, ca urmare a legăturii de oxigen a fosforului, volumul de aer a scăzut cu o cincime, ceea ce corespunde conținutului de oxigen din aer.

Experienţă. Arderea rapidă a fosforului alb. Datorită faptului că reacția fosforului cu oxigenul eliberează o cantitate mare de căldură, fosforul alb se aprinde spontan în aer și arde cu o flacără alb-gălbuie strălucitoare, formând anhidridă de fosfor - un solid materie albă, care se combină foarte energetic cu apa.

S-a menționat anterior că fosforul alb se aprinde la 36-60°. Pentru a observa aprinderea și arderea lui spontană, pe o foaie de azbest se așează o bucată de fosfor alb și se acoperă cu un clopot de sticlă sau o pâlnie mare, pe gâtul căreia se pune o eprubetă.

Fosforul poate fi pus ușor pe foc cu o baghetă de sticlă încălzită în apă fierbinte.

Experienţă. Comparația temperaturilor de aprindere a fosforului alb și roșu. La un capăt al unei plăci de cupru (lungime 25 cm, latime 2,5 cm si grosimea 1 mm) puneți o bucată mică de fosfor alb uscat și turnați o grămadă mică de fosfor roșu la celălalt capăt. Placa este așezată pe un trepied și în același timp sunt aduse la ambele capete ale plăcii arzătoare cu gaz aproximativ egal.

Fosforul alb se aprinde imediat, iar fosforul roșu numai atunci când temperatura atinge aproximativ 240°.

Experienţă. Aprinderea fosforului alb sub apă.Într-un pahar cu apă fierbinte se pune o eprubetă cu apă care conține câteva bucăți mici de fosfor alb. Când apa din eprubetă se încălzește până la 30-50°, un curent de oxigen începe să curgă în ea prin tub. Fosforul se aprinde și arde, împrăștiind scântei strălucitoare.

Dacă experimentul se desfășoară în sticla propriu-zisă (fără eprubetă), sticla se așează pe un trepied montat pe o tavă cu nisip.

REDUCEREA SĂRII DE ARGINT ŞI CURU CU FOSFOR ALB

Experienţă. Când se adaugă o bucată de fosfor alb într-o eprubetă cu o soluție de nitrat de argint, se observă un precipitat de argint metalic (fosforul alb este un agent reducător energetic):

P + 5AgNO3 + 4H2O = H3PO4 + 5Ag + 5HNO3.

Dacă se adaugă fosfor alb într-o eprubetă cu o soluție de sulfat de cupru, atunci cuprul metalic precipită:

2P + 5CuSO4 + 8H2O = 2H3PO4 + 5H2SO4 + 5Cu.

Dacă găsiți o eroare pe o pagină, selectați-o și apăsați Ctrl + Enter

OBȚINEREA FOSFORULUI ALB

La efectuarea experimentelor, este necesar să se țină cont de faptul că fosforul alb și vaporii săi sunt otrăvitori; la contactul cu pielea, lasă răni dureroase și de lungă durată ( vezi regulile de manipulare a fosforului alb).

Experienţă. Obținerea fosforului ca urmare a interacțiunii ortofosfatului de calciu, cărbunelui și dioxidului de siliciu.

Reacția se desfășoară conform ecuației:

Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 2P + 3CaSiO 3 + 5CO -282 kcal.

Acest experiment face posibilă obținerea de fosfor alb și roșu și observarea flăcării sale reci.

Camera de reacție este un balon de sticlă ignifug cu o capacitate de 2 l cu două tuburi. mm Diametrul balonului 150 mm, lungimea tubului este de aproximativ 50 mm.

, diametru interior 40 mm La asamblarea dispozitivului, balonul este plasat, așa cum se arată în figură, pe un inel de trepied învelit în azbest și fixat în partea superioară în clema trepiedului. Ambele tuburi sunt închise cu dopuri de cauciuc, în mijlocul cărora există o gaură pentru electrozii de carbon și o gaură pe lateral pentru intrarea și ieșirea gazului. Electrod inferior cu un diametru de aproximativ 12 mm introduceți astfel încât capătul său să nu ajungă la mijlocul balonului. La capătul electrodului introdus în balon, este atașat un mic cuplaj de fier, care ar trebui să susțină un creuzet ceramic cu un orificiu în partea de jos. Cupla folosită trebuie să aibă filet și șurub din alamă; diametrul cuplajului aproximativ 9 mm.

Cuplajul este înșurubat astfel încât o parte să fie mai înaltă decât capătul electrodului. Un creuzet ceramic (cu un diametru superior mai mic de 40 ml), în orificiul în fundul căruia este introdus vârful electrodului. Un cuplaj de cupru este atașat la capătul inferior al electrodului, care servește la conectarea electrodului la firul electric. mm Un tub refractar din sticlă cu pereți groși, lung de aproximativ 100 este introdus în dopul tubului superior. mmîn așa fel încât să fie aproximativ 10 mm a intrat în balon. Electrodul de carbon superior, care poate fi mai subțire decât cel inferior, ar trebui să treacă cu ușurință prin acest tub. Pe capătul superior al tubului de sticlă (cu marginile topite) se pune o bucată de tub de cauciuc de 50 m lungime, iar electrodul trece prin acesta.

. Electrodul superior este întărit astfel încât capătul său ascuțit să fie la o distanță de 8-10

de la capătul superior al electrodului inferior. La capătul superior al electrodului superior, un dop de plută cu o gaură în mijloc este fixat ca mâner izolat. Un cuplaj de cupru este fixat sub ștecher, la care este conectat un fir electric.

Tubul de evacuare care trece prin dopul inferior al camerei de reacție este conectat la tee. Cotul inferior al tee-ului ajunge aproape până la fundul sticlei, pe jumătate umplut cu apă. Un tub scurt de alamă este atașat la cotul superior folosind un tub de cauciuc cu o clemă cu șurub pe care l-am pus, în capătul inferior căruia este introdus un tampon de vată de sticlă. Tubul de evacuare al sticlei de apă este conectat la un tub scurt de sticlă folosind un tub de cauciuc cu clemă II.

Amestecul de reacție se prepară prin măcinare într-un mojar 6 G ortofosfat de calciu, 4 G nisip de cuarț și 3 G cocs sau cărbune. După calcinare la foc mare într-un creuzet închis, amestecul este răcit într-un esicator.

Înainte de experiment, amestecul este turnat în creuzetul cu electrozi și presat pe pereți, astfel încât în mijlocul amestecului, până la electrodul de jos, să rămână un spațiu gol sub formă de con.

În loc de un balon cu două tuburi, puteți folosi un tub de sticlă refractar cu un diametru de aproximativ 50 mm. În absența unui creuzet, amestecul de reacție poate fi plasat într-un locaș conic cu o adâncime de 15 mm, realizat la capătul superior al electrodului inferior; În acest caz, electrodul de carbon ar trebui să aibă un diametru de 20 mm. Un electrod de carbon cu un diametru de 5 mm, folosit pentru arc electric. Experimentul se desfășoară în întuneric. Închideți clema II, deschideți clema I și treceți un curent puternic de hidrogen prin dispozitiv. După ce v-ați asigurat că hidrogenul care iese din aparat este curat, aprindeți-l la capătul tubului de alamă și reglați curentul astfel încât flacăra să fie calmă și nu foarte mare. Porniți curentul și, apăsând electrodul superior, creați un arc electric (10-15 Cu

). După ceva timp, flacăra de hidrogen devine verde smarald (pentru a face schimbarea culorii mai vizibilă, o ceașcă de porțelan este plasată în flacără).

Vaporii de fosfor alb formați în vasul de reacție sunt transportați împreună cu gazele într-o sticlă de apă și se condensează aici sub formă de bile mici. Dacă deschideți clema II și închideți clema I, atunci la capătul tubului de evacuare a gazului care iese din balon cu apă, puteți observa o flacără rece de fosfor.

Prin mișcări circulare ale electrodului superior, noi porțiuni din amestecul de reacție sunt introduse în arcul voltaic.

Pentru a obține fosfor roșu, fluxul de hidrogen este redus, astfel încât vaporii de fosfor să nu părăsească atât de repede camera de reacție.

O strălucire rece sau o flacără rece de fosfor este observată pe parcursul întregului experiment.

După o oarecare răcire a creuzetului, opriți balonul de condensare fără a opri fluxul de hidrogen.

La sfârșitul experimentului și răcirea completă a dispozitivului într-un curent de hidrogen, electrozii sunt îndepărtați, iar balonul este lăsat ceva timp în aer umed, sub curent. Pentru a spăla balonul, folosiți apă cu nisip sau H2SO4 concentrat.

În loc de hidrogen, dioxidul de carbon poate fi folosit în experiment, dar formarea fosforului în acest caz nu este atât de eficientă. Strălucirea rece sau flacăra rece a fosforului în acest caz are și o culoare verde.

Bilele mici de fosfor alb condensat sunt plasate într-un balon cu apă rece și depozitate pentru experimentele ulterioare.

Experienţă. Prepararea fosforului alb prin reducerea metafosfatului de sodiu cu pulbere de aluminiu în prezența dioxidului de siliciu. Ecuația reacției:

6NaP03 + 10Al + 3SiO2 = 6P + 5Al2O3 + 3Na2SiO3.

Reducerea se realizează prin încălzire într-un tub refractar 25 cm iar diametrul 1-1,5 cm, conectat pe o parte la o sursă de hidrogen pur (un cilindru sau un aparat Kipp), iar pe de altă parte la un tub prin care produsele gazoase sunt descărcate într-un cristalizator cu apă.

Un amestec constând din 1 greutate este turnat într-un tub refractar. părți NaP03, 3 gr. inclusiv Si02 şi 0,5 gr. inclusiv pilitura de aluminiu. Folosind dopuri de azbest, tubul este conectat pe o parte printr-o sticlă de spălare care conține H2SO4 concentrat la o sursă de hidrogen, iar pe de altă parte la un tub de evacuare.

După îndepărtarea aerului din aparat cu un curent puternic de hidrogen și asigurarea faptului că hidrogenul care iese este pur, tubul refractar este încălzit folosind un arzător Tekla cu coadă de rândunică.

Fosforul produs prin reacția de mai sus este distilat și condensat în bile mici într-un cristalizator care conține apă. În întuneric, puteți observa strălucirea verde a fosforului din tub.

La sfârșitul experimentului, dispozitivul este dezasamblat numai după ce a fost complet răcit într-un curent de hidrogen.

Fosforul rezultat este plasat pentru depozitare într-un borcan cu apă rece.

Metafosfatul de sodiu poate fi preparat prin calcinarea ortofosfatului hidrogen de sodiu amoniu hidrat;

Experienţă. ecuația reacției: NaNNH4HP044H2O = NaP03 + NH3 + 5H2O. cm Obținerea unei cantități mici de fosfor alb din roșu. cm Experimentul se desfășoară într-o eprubetă lungă de 17-20

iar diametrul 1,5 Gîntr-o atmosferă de dioxid de carbon.

Eprubeta este închisă lejer cu un dop de cauciuc cu un tub de sticlă care ajunge aproape până la fund, prin care un curent slab de dioxid de carbon intră în eprubetă. După umplerea eprubetei cu dioxid de carbon, tubul de sticlă este scos astfel încât vârful tubului rămas în eprubetă să nu fie mai mare de 5-6. cm. Tubul de testare chiar la orificiu este fixat într-o clemă de trepied în poziție orizontală, iar partea în care se află fosforul este ușor încălzită. În acest caz, se observă evaporarea fosforului roșu și depunerea picăturilor de fosfor alb pe pereții reci ai eprubetei.

Precipitația de fosfor alb în întuneric este clar vizibilă datorită strălucirii datorate oxidării lente. În întuneric, se observă și formarea unei flăcări reci (strălucire) de fosfor la deschiderea eprubetei. Dacă experimentul este efectuat în lumină, fosforul alb proaspăt preparat se transformă parțial în roșu.

Doar impuritățile conținute în fosfor rămân în partea de jos a eprubetei.

La sfârșitul experimentului, eprubeta este răcită într-un curent de dioxid de carbon și bătută din când în când pe ea pentru a facilita solidificarea fosforului alb suprarăcit. După răcire, eprubeta cu fosfor alb se pune într-un pahar cu apă și se încălzește la 50° pentru a topi tot fosforul și a-l colecta pe fundul eprubetei. După ce fosforul alb se întărește, acesta este îndepărtat prin răcirea eprubetei cu un jet de apă rece. Când se obține o cantitate foarte mică de fosfor, acesta este îndepărtat din eprubetă prin ardere sau încălzire cu o soluție alcalină concentrată.

Pentru a îndepărta urmele de fosfor din tubul prin care a fost furnizat dioxid de carbon și din dopul de cauciuc, utilizați o soluție de KMnO4 sau AgNO3.

PURIFICAREA FOSFORULUI ALB

Fosforul alb poate fi purificat prin distilare cu vapori de apă într-o atmosferă de dioxid de carbon, filtrarea fosforului topit în apă prin piele de căprioară într-un spațiu fără aer, tratare cu un amestec de crom sau hipobromit de sodiu, urmată de spălare cu apă distilată.

PROPRIETĂȚI FIZICE ȘI CHIMICE ALE FOSFORULUI ALB

Fosforul este cunoscut în mai multe modificări alotrope: alb, roșu, violet și negru. În practica de laborator se întâlnesc modificări albe și roșii.

Când este expus la lumină, fosforul alb se transformă în roșu.

Cu oxidare lentă, fosforul alb strălucește, iar cu oxidare viguroasă, se aprinde.

Fosforul alb se ia cu penseta sau cleștele metalice; În niciun caz nu trebuie să-l atingeți cu mâinile.

Soluțiile de nitrat de argint, permanganat de potasiu și sulfat de cupru oxidează fosforul alb și astfel opresc efectul dăunător al acestuia.

Deja 0,1 G fosforul alb este o doză letală pentru un adult.

Tăiați fosforul alb cu un cuțit sau o foarfecă într-un mortar de porțelan sub apă. Când folosiți apă la temperatura camerei, fosforul se sfărâmă. Prin urmare, este mai bine să folosiți apă caldă, dar nu mai mare de 25-30 °. După tăierea fosforului în apă caldă, acesta este transferat în apă rece sau răcit cu un jet de apă rece.

Fosforul alb este uscat prin aplicarea rapidă de azbest subțire sau hârtie de filtru, evitând frecarea sau presiunea.

Reziduurile de fosfor nu trebuie aruncate niciodată în chiuvetă, deoarece, acumulându-se în coturile țevilor de scurgere, pot provoca arsuri lucrătorilor reparatori.

Experienţă. Topirea și suprarăcirea fosforului alb topit. O bucată de fosfor alb de mărimea unui bob de mazăre se pune într-o eprubetă cu apă. Eprubeta este plasată într-un pahar umplut aproape până la vârf cu apă și fixat în poziție verticală într-o clemă de trepied. Sticla este ușor încălzită și folosind un termometru se determină temperatura apei din eprubetă la care se topește fosforul. După ce topirea este completă, eprubeta este transferată într-un pahar cu apă rece și se observă solidificarea fosforului. Dacă eprubeta este staționară, atunci la temperaturi sub 44° (până la 30°) fosforul alb rămâne în stare lichidă.

Starea lichidă a fosforului alb, răcit sub punctul său de topire, este o stare de suprarăcire.

Experienţă. Atașarea unei bucăți de fosfor alb la capătul firului. Pentru a topi și solidifica fosforul alb, utilizați un creuzet mic de porțelan cu fosfor și apă; se pune intr-un pahar cu apa calda si apoi rece. În acest scop, luați sârmă de fier sau de cupru cu o lungime de 25-30 cm iar diametrul 0,1-0,3 cm. Când firul este scufundat în fosfor care se solidifică, se atașează cu ușurință de el. În absența unui creuzet, se folosește o eprubetă. Cu toate acestea, din cauza suprafeței insuficient netede a eprubetei, uneori este necesară spargerea acesteia pentru a extrage fosforul.

Experienţă. Determinarea greutății specifice a fosforului. Pentru a elimina fosforul alb din fir, scufundați-l într-un pahar cu apă caldă.

La sfârșitul experimentului, conținutul eprubetei se amestecă cu o tijă de sticlă și se răcește din exterior cu un jet de apă rece până când fosforul se întărește pentru a putea fi îndepărtat din eprubetă.

Strălucirea FOSFORULUI ALB

Fosforescența (strălucirea fosforului) se explică prin oxidarea lentă a vaporilor de fosfor de către oxigenul atmosferic la fosfor și anhidridă fosforică cu eliberare de lumină, dar fără eliberare de căldură. În acest caz, ozonul este eliberat, iar aerul din jurul lui este ionizat (vezi experimentul care arată arderea lentă a fosforului alb).